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JPH0617376B2 - Method for controlling product emissions from monomer vapor phase polymerization in a horizontal stirred bed reactor - Google Patents
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JPH0617376B2 - Method for controlling product emissions from monomer vapor phase polymerization in a horizontal stirred bed reactor - Google Patents

Method for controlling product emissions from monomer vapor phase polymerization in a horizontal stirred bed reactor

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JPH0617376B2
JPH0617376B2 JP59065045A JP6504584A JPH0617376B2 JP H0617376 B2 JPH0617376 B2 JP H0617376B2 JP 59065045 A JP59065045 A JP 59065045A JP 6504584 A JP6504584 A JP 6504584A JP H0617376 B2 JPH0617376 B2 JP H0617376B2
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polymerization
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はポリマーおよびコポリマーの製造に関するもの
であり、さらに具体的には、重合性のモノマーまたはモ
ノマー混合物を蒸気相重合させて通常固体のポリマー物
質を製造することに関するものである。特定的にいえ
ば、本発明は好ましくは主として全部の反応器オフガス
を循環させる水平式で急冷式の攪拌床反応器の中で高収
率触媒と任意的の助触媒とを使用する主として等圧の方
法により蒸気相からモノマーまたは混合物を重合させた
のちに、ポリマー生成物の取出しを制御する方法と装置
に向けられている。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the production of polymers and copolymers, and more specifically, vapor phase polymerizing a polymerizable monomer or mixture of monomers to produce a normally solid polymeric material. It is about things. Specifically, the present invention is preferably primarily isobaric using a high yield catalyst and optional cocatalyst in a horizontal, quench, stirred bed reactor that primarily circulates all reactor off-gas. The present invention is directed to a method and apparatus for controlling polymer product withdrawal after polymerizing a monomer or mixture from the vapor phase by the method of.

モノマーの溶液重合またはスラリー重合に関する問題の
一つはポリマー生成物の製造において必要とされる投資
コストである。蒸気相法を用いるモノマー重合は、それ
に固有のいくつかの問題が解決され得る場合には相当に
より経済的であり得る。これらは熱的に制御される方式
でホットスポットを回避するように重合を実施するこ
と、適切な生成物粒径分布を維持すること、そして、高
収率ではあるが被毒に対してきわめて敏感である触媒を
使用する場合において形成生成物量あたりの触媒として
示される補給物質量を最小へ減少させること、の諸問題
を含む。ある触媒組合せに関する別の問題はこれらの触
媒で以て形成される生成物の分子量分布が狭いことであ
る。
One of the problems with solution or slurry polymerization of monomers is the investment cost required in the production of polymer products. Monomer polymerization using the vapor phase method can be considerably more economical if some of the problems inherent in it can be solved. They perform polymerization in a thermally controlled manner to avoid hot spots, maintain proper product particle size distribution, and are highly sensitive to poisoning at high yields. Reducing the amount of make-up material presented as catalyst per amount of product formed when using the catalyst to a minimum. Another problem with certain catalyst combinations is the narrow molecular weight distribution of the products formed with these catalysts.

米国特許第3,965,083号、第3,971,768号、第4,101,289
号、および第4,129,701号(本特許願の譲受人の譲渡さ
れている)は本質的に全部の反応器オフガスの循環と急
冷式攪拌床様式の操作を使用する、重合性モノマーの本
質上等圧的の蒸気相重合についての水平式反応器を開示
している。蒸気相法または蒸気相反応器という用語はモ
ノマーまたはモノマー類が反応器中で優勢を占める条件
下において蒸気またはガスである方法または反応器のこ
とを意味する。
U.S. Pat.Nos. 3,965,083, 3,971,768, 4,101,289
No. 4,129,701 (assigned to the assignee of the present patent application) uses essentially all reactor off-gas circulation and quench stirred bed mode of operation, which is essentially isobaric for polymerizable monomers. Discloses a horizontal reactor for selective vapor phase polymerization. The term vapor phase process or vapor phase reactor means a process or reactor in which the monomer or monomers are vapor or gas under the conditions in which they predominate in the reactor.

反応器は一つまたは一つより多くの重合区域をもつこと
ができ、好ましくは、堰または他の適当形状の障壁によ
って相互に分離された少くとも二つの区域が存在してそ
れら区域間の甚だしい逆混合を妨げる。各々の区域は個
別に重合温度とポリマー生成速度に関して制御されて、
制御されたひろがりの分子量と粒径をもつポリマー生成
物をより容易に製造し得るようにできる。
The reactor may have one or more than one polymerization zone, preferably there is at least two zones separated from each other by weirs or other appropriately shaped barriers, and there is significant space between those zones. Prevent backmixing. Each zone is individually controlled with respect to polymerization temperature and polymer production rate,
It allows for easier production of polymeric products with controlled broadening molecular weight and particle size.

反応器は触媒成分と急冷用液体を重合区域の中へ、気相
からのモノマー重合から形成されるポリマーの攪拌され
た亜流動(subfluidized)床の上および中で直接に導入す
る。複数区域反応器の中へ触媒成分と急冷用液体を異な
る速度で反応器の異なる区域へ導入して、各種区域の重
合温度とポリマー生成速度の個別調節を行うことができ
る。反応器はモノマーまたはそれらの混合物および任意
成分としての水素を大部分あるいは全部をポリマー床の
下方で導入する。ポリマー固体は、取出し障壁を経て一
般的には反応器の一端において取出槽の中へ送ることに
よって連続的に取出される。
The reactor introduces the catalyst components and quenching liquid into the polymerization zone directly above and in a stirred subfluidized bed of polymer formed from the monomer polymerization from the gas phase. The catalyst components and quench liquid can be introduced into the multi-zone reactor at different rates to different zones of the reactor to provide individual control of polymerization temperature and polymer production rate in the various zones. The reactor introduces most or all of the monomers or mixtures thereof and optional hydrogen below the polymer bed. Polymer solids are continuously withdrawn by passing through a withdrawal barrier, typically at one end of the reactor, into an withdrawal vessel.

好ましくは、反応器オフガスは、反応器頂部に沿って随
伴ポリマー微粒をできるかぎりオフガスから抜出したの
ちに取出す。反応器オフガスは次に分離帯へ送られ、そ
こで急冷用液体は少くとも一部はさらにポリマー微粒お
よび触媒成分のいくらかと一緒に、モノマーおよびもし
使用するならば水素から分離され、このモノマーと水素
は次に反応器の各種重合区域に沿って間隔をとって配置
されかつポリマー床表面以下に大部分または全部が位置
している入口へ循環される。ポリマー微粒をさらに含む
急冷用液体の一部は分離器から取出し、大部分は反応器
頂部に沿って間隔をとって配置した入口へ戻される。こ
の急冷用液体の小部は、ポリマー微粒と触媒成分から精
製されて、触媒補給帯の中へ触媒稀釈剤用に供給され、
新たな急冷用液体をその目的のために導入する必要がな
いようにする。
Preferably, the reactor offgas is withdrawn from the offgas as much as possible of the entrained polymer particles along the reactor top. The reactor offgas is then sent to a separation zone where the quenching liquid is separated, at least in part, from the monomer and hydrogen, if used, along with some of the polymer particles and catalyst components, and the monomer and hydrogen. Is then circulated to the inlets that are spaced along the various polymerization zones of the reactor and located predominantly or wholly below the polymer bed surface. A portion of the quench liquid further containing polymer particles is withdrawn from the separator and the majority is returned to the inlets spaced along the top of the reactor. A small portion of this quench liquid is purified from the polymer fines and catalyst components and fed into the catalyst make-up zone for the catalyst diluent,
No new quench liquid has to be introduced for that purpose.

米国特許第3,965,083号、第3,971,768号、第4,101,289
号、および第4,129,710号に開示されている反応器は溶
液重合またはスラリー重合に関係する上述諸問題を大部
分または完全に解決し、エネルギ消費、原料、および投
資コストの節約を通して重要な経済的利点を得ている。
しかし、反応器からポリマー生成物を除去する既知の系
は顕著な反応器作業中断時間と高い保守コストをもたら
していた。
U.S. Pat.Nos. 3,965,083, 3,971,768, 4,101,289
, And 4,129,710, solve most or all of the above problems associated with solution or slurry polymerization, and provide significant economic benefits through savings in energy consumption, raw materials, and investment costs. Is getting
However, known systems for removing polymer products from reactors have resulted in significant reactor downtime and high maintenance costs.

一般的に上記したように、ポリマーは反応器の一端にお
ける取出障壁を経て取出槽の中へ送ることによって粒状
物として連続的にとり出される。一つの既知の系によれ
ばn、ポリマー床のレベル(高さ)は反応器の取出端に
おける保持用(retainig)堰の中の開口のレベルに維持さ
れる。ポリマーの溢流は取出帯の中へこぼれ出し、反応
器取出端へとりつけた二重のボール弁ロック室を経て粒
状物として間けつ的にとり出される。この既知の系は手
動の遮断用ボール弁、自動的入口ボール弁、ブローケー
ス、および排出ボール弁から成り立つ。生成物を排出す
るためには、入口ボール弁は特定時間の間開き、それに
よって粉末をブローケースに充満させる。入口ボール弁
を閉ぢたのち、次に排出ボール弁を開き、それによって
粉末をブローケースから圧力増加を経て粉末分離ドラム
へ排出する。
Generally, as described above, the polymer is continuously withdrawn as particulates by passing through the withdrawal barrier at one end of the reactor and into the withdrawal vessel. According to one known system, the level of the polymer bed (height) is maintained at the level of the opening in the retaining weir at the outlet end of the reactor. The polymer overflow spills into the withdrawal zone and is intermittently withdrawn as granules through a double ball valve lock chamber attached to the reactor outlet. This known system consists of a manual shut-off ball valve, an automatic inlet ball valve, a blow case and a discharge ball valve. To expel the product, the inlet ball valve opens for a specified time, thereby filling the blow case with powder. After closing the inlet ball valve, the discharge ball valve is then opened, which discharges the powder from the blow case through a pressure increase to the powder separating drum.

以下の諸問題は既知の系について経験されてきた。入口
ボール弁はしばしばサイクル中に凝結し、それによって
排出ボール弁のような下流の排出要素の閉塞をひきおこ
す。修復は通常は反応器の作業中断を必要とする。遮断
ボール弁がしばしば開いたまま凝結するからである。排
出ボール弁がポリマーで以て詰まるときは、粉末はブロ
ーケース中に蓄積する。適切に冷却をしない場合には、
反応熱が粉末を熔融し、それによってブローケースの閉
塞をおこすポリマーの溶融塊を生ずる。反応器は確実に
は遮断し得ないので、排出ボール弁またはブローケース
がポリマーで以て詰まるようになる時にはいつでも反応
器の作業中断を行なわねばならない。さらに、既知の系
においては、粒状物は保持用(retaining)堰中の開口を
通して取出帯の中へ流れブローケースの中へ落ちる。粉
末シールは排出ボール弁上方で維持され得ないので、大
量のモノマーガスがポリマー生成物と一緒に出て、それ
によって過度のガスブローバイ(gas blowby)を生ずる。
これはモノマー損失の原因となり、同時に粉末分離ドラ
ム中の高圧の原因にもなる。一面のおいては、本発明は
これらの操作上の諸問題への解決を提供するものであ
る。
The following problems have been experienced with known systems. The inlet ball valve often condenses during the cycle, thereby causing blockage of downstream discharge elements such as the discharge ball valve. Repair usually requires interruption of reactor operation. This is because the shut-off ball valve is often set in the open state. When the discharge ball valve is clogged with polymer, powder accumulates in the blow case. If not properly cooled,
The heat of reaction melts the powder, thereby producing a molten mass of polymer that causes the blow case to become blocked. Since the reactor cannot be shut off reliably, a shutdown of the reactor must be performed whenever the discharge ball valve or blow case becomes clogged with polymer. Furthermore, in the known system, the particulates flow through openings in the retaining weir into the removal zone and into the blow case. Since the powder seal cannot be maintained above the exhaust ball valve, a large amount of monomer gas exits with the polymer product, thereby creating excessive gas blowby.
This causes monomer loss and at the same time causes high pressure in the powder separation drum. In one aspect, the present invention provides a solution to these operational problems.

さらに、反応器は触媒と一緒に使用できるよう特に適合
させられ、この触媒はポリマー仕上げ工程中にポリマー
生成物から触媒残渣を除去する必要がない十分高い重合
収率をもつ。しかし、水平式蒸気相重合攪拌床反応器の
中で製造される生成物の品質はスラリー法のそれとは必
ずしも等しくはない。ガス相生成物中に残る触媒残渣の
ためである。残留触媒の量は二つの技法によって減らす
ことができる。すなわち、本発明の領域外である改良さ
れた高収率触媒の開発;および/または、反応時間を延
長しそれによってポリマー出量を減らすことによるかあ
るいは有効反応器容積を増すことによるかのいずれかに
よる、反応器滞留時間の増加;である。従来は、米国特
許第3,965,083号、第3,971,768号、第4,101,289号、お
よび第4,129,701号において開示されている通りの、有
効反応器容積従って滞留時間は堰の高さによって制限さ
れてきた。ポリマー床水準を変動させて滞留時間を増す
ことは、堰をとりかえることを必要とするが、これは経
済的に不可能である。もう一つの面においては、本発明
はポリマー生産量の減少あるいは堰のとりかえを伴うこ
となく滞留時間を制御する問題に対して解を与える。
Moreover, the reactor is particularly adapted for use with a catalyst, which has a sufficiently high polymerization yield that it is not necessary to remove catalyst residues from the polymer product during the polymer finishing process. However, the quality of the products produced in a horizontal vapor phase polymerization stirred bed reactor is not necessarily equal to that of the slurry process. This is due to the catalyst residue remaining in the gas phase product. The amount of residual catalyst can be reduced by two techniques. Development of improved high-yield catalysts that are outside the scope of the present invention; and / or either by extending the reaction time and thereby reducing polymer output or by increasing the effective reactor volume. Increase in the residence time of the reactor. Traditionally, the effective reactor volume and thus residence time, as disclosed in U.S. Pat. Nos. 3,965,083, 3,971,768, 4,101,289, and 4,129,701, have been limited by weir height. Changing the polymer bed level to increase the residence time requires replacing the weir, which is economically impossible. In another aspect, the present invention provides a solution to the problem of controlling residence time without reduction of polymer production or replacement of weirs.

発明の総括 本発明は水平式蒸気相重合攪拌床反応器からの生成物排
出を制御する方法と装置を提供するものである。本発明
によると、水平式蒸気相重合攪拌床反応器の取出端から
粉末形態でポリマー生成物を排出させる方法は、(a)反
応器が定常状態で作動しているときに粉状の生成ポリマ
ーを排出する速度を設定して、粉末の高さ(レベル)を
反応器の取出端における排出口よりも上方に保持し;
(b)その粉末のレベルより下方の排出口から粉状の生成
ポリマーを取り出すために、設定された速度で取出ゾー
ンの排出装置を作動させる;工程を含む。これにより、
ガスのブローバイが減少するという利点が得られる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for controlling product emission from a horizontal vapor phase polymerization stirred bed reactor. According to the present invention, the method of discharging the polymer product in powder form from the withdrawal end of the horizontal vapor phase polymerization stirred bed reactor comprises: (a) a powdered product polymer when the reactor is operating in steady state. Is set to maintain the powder level above the outlet at the outlet end of the reactor;
(b) actuating the discharge device of the discharge zone at a set rate to discharge the powdered product polymer from the discharge port below the powder level; This allows
The advantage is that gas blow-by is reduced.

本発明のもう一つの面によれば、水平式蒸気相重合攪拌
床反応器の取出端から粉末形態でポリマー生成物を排出
する方法は、(a)反応器を定常状態で操作して反応器取
出端における排出口の上方で粉末レベルを保つようにし
ているときに粉状重合モノマーのレベルを感知し、その
床レベルは重合モノマー攪拌に要する力と相関してお
り、(b)取出帯排出装置を感知床レベルに応答して排出
口から粉状重合モノマーを取出すために作動させて排出
口上方で粉末水準を保つ、各段階から成り立つ。このこ
とはガスブローバイを減らす利点を提供する。好ましく
は、攪拌器の駆動モータ負荷は床レベルと相関せしめら
れるので、床レベルはモータ負荷を感知しポリマーを排
出してモーターによってひき出される電流を予め選定し
た値で保つことによって制御される。ポリマー床レベル
は攪拌器駆動モーターのアンペア信号に応答して制御す
ることができ、このことは床レベルを任意の所望の高さ
で制御されることを可能にする。攪拌器を流動化されて
いない粉末床中で作動開始させるときには、攪拌器駆動
モーターはピークの電力負荷をひき出す。堰の高さは動
かない粉末床によってつくり出される抵抗力が攪拌器駆
動モーターから得られるものとほぼ等しいように設定す
ることが好ましい。ポリマー床が流動化されると、必要
とする攪拌器駆動モーター電力量は非常に減少し、余剰
のモーター電力は堰上方の流動床ポリマー水準を変え、
それによって残留時間を制御するのに使用できる。反応
器中の作動容積は従来許されたものより増し、それによ
って触媒収率を著しく増し生成物中の触媒残留物を減ら
すことができる。好ましくは、本発明によれば、重合性
モノマーまたはそれらの混合物は、必要なときには反応
器をシールできるドレン弁手段とそれに続く反応器から
の生成物の排出を制御する自動式排出ボール弁手段とか
ら成る取出しゾーンの排出装置をもつ、水平式攪拌床で
急冷式で本質的に全反応オフガス循環タイプである反応
器を使用する、気相で本質的に等圧式の重合方法によ
り;高収率触媒および任意成分としての助触媒で以て経
済的かつ高率的にポリマー物質へ添加することができ
る。
According to another aspect of the present invention, a method of discharging a polymer product in powder form from the withdrawal end of a horizontal vapor phase polymerization stirred bed reactor comprises: (a) operating the reactor in a steady state When the powder level is kept above the outlet at the take-out end, the level of powdered polymerized monomer is sensed, and the bed level correlates with the force required to agitate the polymerized monomer. The steps consist of operating the device in response to sensing bed level to remove powdered polymerized monomer from the outlet to maintain a powder level above the outlet. This offers the advantage of reducing gas blow-by. Preferably, the agitator drive motor load is correlated with the bed level so that the bed level is controlled by sensing the motor load and discharging polymer to keep the current drawn by the motor at a preselected value. The polymer bed level can be controlled in response to the amperage signal of the stirrer drive motor, which allows the bed level to be controlled at any desired height. The agitator drive motor draws a peak power load when the agitator is activated in a non-fluidized powder bed. The height of the weir is preferably set such that the resistance created by the stationary powder bed is approximately equal to that obtained from the stirrer drive motor. When the polymer bed is fluidized, the agitator drive motor power requirement is greatly reduced, and the excess motor power alters the fluid bed polymer level above the weir,
It can be used thereby to control the residence time. The working volume in the reactor can be increased over what is heretofore permitted, thereby significantly increasing catalyst yield and reducing catalyst residues in the product. Preferably, in accordance with the present invention, the polymerizable monomers or mixtures thereof are provided with a drain valve means capable of sealing the reactor when required followed by an automatic drain ball valve means for controlling the discharge of the product from the reactor. By a gas phase, essentially isobaric, polymerization process using a reactor with quenching in a horizontal stirred bed, essentially all reaction offgas circulation type, with a discharge device of the withdrawal zone consisting of; The catalyst and the optional co-catalyst can be added economically and highly efficiently to the polymeric material.

少くとも一つの重合性モノマーを蒸気相重合するための
本発明による装置の一つの具体化は、(a)反応器内部に
おいてかつその内部表面からの短かい距離にまでひろが
っている攪拌器をとりつけた反応器を中を縦方向にのび
る駆動シャフトを中央に置いて含んでいる水平式反応器
であって、少くとも二つの区域に障壁手段によって分割
されて両区域間の重合モノマーの移動を制御する反応
器;(b)上記駆動シャフト用の駆動手段;(c)上記反応器
の頂部区域に沿う少くとも一つの反応器オフガス出口;
(d)上記反応器の底部区域に沿う少くとも一つのガス循
環入力;上記反応器に沿う少くとも一つの触媒添加入
口;(f)急冷用液体を上記反応器の上記の区域の中へ導
入し得るよう上記反応器に沿って間隔を置いた複数個の
急冷用液体入口;および(g)上記反応器の一端の近くで
上記反応器の底部区域に沿い、上記重合モノマーを上記
反応器中の排出口を通して排出させる、上記重合モノマ
ー用の取出手段;から成り立ち、この取出し手段は、上
記反応器から上記ドレン弁手段によってシールされてい
ないときに上記反応器から重合モノマーの排出を制御す
るための自動的排出ボール弁手段(2)と連続した、上記
反応器を選択的にシールするためのドレン弁手段(1)か
ら成り立つ、駆動手段は好ましくは電気モーターであ
り、自動式排出ボール弁手段はアンペア指示計制御回路
によって作動され、この回路は反応器攪拌器を駆動する
モーターの負荷を感知する。
One embodiment of the apparatus according to the invention for vapor phase polymerizing at least one polymerizable monomer comprises: (a) mounting a stirrer inside the reactor and extending a short distance from its inner surface. Is a horizontal reactor containing a centrally located drive shaft extending longitudinally therethrough and divided into at least two zones by barrier means to control the movement of polymerized monomers between the zones. A reactor; (b) drive means for the drive shaft; (c) at least one reactor off-gas outlet along the top section of the reactor;
(d) at least one gas circulation input along the bottom zone of the reactor; at least one catalyst addition inlet along the reactor; (f) introduction of quench liquid into the zone of the reactor. A plurality of quenching liquid inlets spaced along the reactor so that: (g) along the bottom section of the reactor near one end of the reactor, the polymerized monomer is placed in the reactor. Discharge means for the polymerized monomer for controlling the discharge of the polymerized monomer from the reactor when not sealed by the drain valve means from the reactor. Automatic drain ball valve means (2) in series with drain valve means (1) for selectively sealing the reactor, the drive means preferably being an electric motor, and the automatic drain ball valve means (2) A Is actuated by a pair indicator control circuit, the circuit senses the load on the motor that drives the reactor agitator.

本発明は既知の水平式蒸気相重合攪拌床反応器の排出系
にまさる利点を提供する。それらの利点は排出口の上方
で粉末レベルを制御し、それによってロス低減に基づい
てモノマー収率を改善し、より多くの反応器容積を利用
し、それによって触媒収率を増し、保守コストを下げ、
作業中断減少に基づくより高い運転効率を得る能力を含
む。
The present invention provides advantages over known horizontal vapor phase polymerization stirred bed reactor discharge systems. Their advantage is to control the powder level above the outlet, thereby improving the monomer yield based on loss reduction, utilizing more reactor volume, thereby increasing catalyst yield and maintenance costs. Lower
Includes the ability to obtain higher operational efficiency based on reduced work interruptions.

図面の簡単な記述 第1図は本発明説明に有用である主として全反応器オフ
ガス循環をもつ主として等圧の重合法の一つの具体化を
示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 shows one embodiment of a predominantly isobaric polymerization process with predominantly total reactor off-gas circulation which is useful in explaining the present invention.

第2図はこゝで述べる反応器の一つの具体化の縦方向の
図である。
FIG. 2 is a longitudinal view of one embodiment of the reactor described herein.

第3図は第2図の線3−3に沿ったこの反応器の横断図
を示す。
FIG. 3 shows a cross section of this reactor along line 3-3 in FIG.

第4図はこの種の反応器において各種触媒を用いるポリ
プロピレン重合についての一組の収率曲線を滞留時間の
関数として示すものである。
FIG. 4 shows a set of yield curves as a function of residence time for polypropylene polymerization with various catalysts in this type of reactor.

一般的説明 ここに述べる方法と装置は、エテン、プロペン、4−メ
チル−ペンテン−1、ブテン−1、塩化ビニル、ブタジ
エン、スチレン、PET、およびこれらモノマーの混合物
を含む、ポリマー形の軟化点以下において重合し得る重
合性モノマー類の重合へ応用できる。特に適しているの
はエテンおよびプロペンの重合である。
GENERAL DESCRIPTION The methods and apparatus described herein include ethene, propene, 4-methyl-pentene-1, butene-1, vinyl chloride, butadiene, styrene, PET, and mixtures of these monomers, below the softening point of the polymeric form. Can be applied to the polymerization of polymerizable monomers that can be polymerized in. Particularly suitable is the polymerization of ethene and propene.

本発明によると、重合性モノマーまたはそれらの混合物
をポリマー物質へ気相で主として等圧の重合方法におい
て経済的かつ効率的に転化する方法と反応器が提供され
るが、その反応器は攪拌床で急冷式の水平式反応器であ
り、多重の温度操作が可能である主として全反応器オフ
ガス循環を有するものである。この方法と反応器は反応
器中の中央に代表的に位置する縦方向に配列した駆動シ
ャフトへ連結した横方向配列の櫂によって亜流動化(sub
fluidized)ポリマーの機械的攪拌と、好ましくは堰のよ
うな適当な障壁によって相互に分離された重合区域に反
応器を分割することを特徴とし、これらの区域はポリマ
ー生成速度と重合温度並びに所望ならば反応器ガス分圧
に関して個別に制御することができる。本発明はこの反
応器の取出端における排出方法と装置を提供する。この
排出装置はドレン弁とそれにつづく自動式排出ボール弁
から成る。ドレン弁の目的は必要なときにはいつでも反
応器をシールすることである。自動式排出ボール弁の機
能は、反応器中のポリマー床レベルを粉末排出速度を調
節することによって制御することである。運転中は、ド
レン弁は開いた状態で保持され、一方自動排出ボール弁
が機能して、ポリマー床レベルを制御するために、制御
回路、好ましくは攪拌機駆動モーター負荷回路、又は別
の態様においてはタイマー回路を遮断する。
According to the present invention there is provided a process and a reactor for economically and efficiently converting a polymerizable monomer or mixture thereof into a polymeric material in the gas phase, mainly in an isobaric polymerization process, which reactor is a stirred bed. Is a quenching type horizontal reactor, which mainly has a whole reactor off-gas circulation capable of multiple temperature operations. The method and reactor are subfluidized by a horizontal array of paddles connected to a longitudinally aligned drive shaft that is typically located in the center of the reactor.
fluidized) mechanical agitation of the polymer and dividing the reactor into polymerization zones separated from each other, preferably by suitable barriers such as weirs, these zones being characterized by the rate of polymer formation and the polymerization temperature and if desired. For example, the reactor gas partial pressure can be controlled individually. The present invention provides a discharge method and apparatus at the outlet end of this reactor. This discharge device consists of a drain valve followed by an automatic discharge ball valve. The purpose of the drain valve is to seal the reactor whenever necessary. The function of the automatic discharge ball valve is to control the polymer bed level in the reactor by adjusting the powder discharge rate. During operation, the drain valve is held open while the self-draining ball valve functions to control the polymer bed level, preferably a control circuit, preferably a stirrer drive motor load circuit, or in another embodiment. Turn off the timer circuit.

本発明の反応器を用いる方法は第1図において詳細に示
されている。第1図は大ざっぱに二つの領域に分割さ
れ、すなわち、一般的には数字100によって示される反
応器領域、および、一般的には数字200によって示され
る反応器オフガス処理(分離)および触媒補給の領域で
ある。
The method of using the reactor of the present invention is shown in detail in FIG. FIG. 1 is roughly divided into two zones, namely the reactor zone, generally indicated by numeral 100, and the reactor offgas treatment (separation) and catalyst make-up, generally indicated by numeral 200. Area.

第1図に示す通り、水平式重合反応器101の反応容積
はいくつかの機械的攪拌区域167,169,171および173
へ区分されて反応器の各種区域を各種の温度および/ま
たは各種ポリマー生成速度において操作する可能性を提
供する。重合は反応区域167,169,171および173の中
でおこって反応器101全体にわたって分布するポリマ
ー床を形成し、そしてこれらの区域の各々の重合温度は
機械的攪拌、反応器の底に沿って間隔を置いた入口175,
177,179および181を通しての各区域中へのガス循環
物の制御された差動的導入、および反応器頂部に沿って
間隔を置いた急冷用液体入口153,155,157および15
9、並びに触媒入口123,125,127および129を通して
の不活性急冷用液体と触媒成分との各種速度における各
領域中への導入、によって個別に制御することができ
る。
As shown in FIG. 1, the reaction volume of the horizontal polymerization reactor 101 has several mechanical stirring zones 167, 169, 171, and 173.
To provide the possibility of operating different sections of the reactor at different temperatures and / or different polymer production rates. Polymerization occurs in reaction zones 167, 169, 171, and 173 to form a polymer bed distributed throughout reactor 101, and the polymerization temperature in each of these zones is mechanically agitated, spaced along the bottom of the reactor. Entrance 175,
Controlled differential introduction of gas circulation into each zone through 177,179 and 181, and quench liquid inlets 153,155,157 and 15 spaced along the reactor top.
9 and the introduction of the inert quenching liquid and the catalyst components into the zones at various rates through the catalyst inlets 123, 125, 127 and 129 can be individually controlled.

反応器オフガスは出口183,185,187および189を通し
てとり出される。ある有害量のポリマー微粒が反応器1
01中で生成され得るので、それらは、反応器オフガス
を反応器オフガス処理および触媒補給の領域200へ移
す前に、トラップ、フィルター、沈降器、サイクロンあ
るいはスクラバーあるいはそれらの組合せを使用するこ
とによって除去することが有利である。
Reactor offgas is withdrawn through outlets 183, 185, 187 and 189. Some harmful amount of polymer granules in reactor 1
As such, they may be removed by using traps, filters, settler, cyclones or scrubbers or combinations thereof prior to transferring the reactor offgas to the reactor offgas treatment and catalyst make-up area 200. It is advantageous to do

ポリマー固体は機械的攪拌反応区域167,169,171および
173の各々の中で生成される。このようなポリマーの
連続的生成に基づいて、ポリマー生成物のその量は反応
器101の取出端103へ一定的に送られる。
Polymer solids are produced in each of the mechanically stirred reaction zones 167, 169, 171, and 173. On the basis of such continuous production of polymer, that amount of polymer product is constantly sent to the outlet end 103 of the reactor 101.

一般的には、最も有用である触媒はきわめて活性であり
かつ高い触媒収率を与える触媒である。この群の中には
周期表第1A族、第IIA族、および第IIIA族の有機金
属化合物で構成される助触媒および遷移金属化合物をベ
ースとする触媒が含まれる。アルミニウムアルキル化合
物助触媒が特に好ましく、トリアルキルアルミニウムあ
るいはジアルキルアルミニウムクロライドのようなアル
キルアルミニウムハライドであり得る。遷移金属触媒は
チタンまたはバナジウムの化合物のような第IV族または
第V族の金属化合物、クロムまたはモリブテンの酸化物
のような第VI族化合物であることができ、あるいはマグ
ネシウムベース担体あるいはアルミナ、シリカ、あるい
はシリカーアルミナのような担体の上に担持された上記
触媒の一つであることができる。
In general, the most useful catalysts are those that are highly active and give high catalyst yields. Included within this group are cocatalysts and transition metal compound-based catalysts composed of organometallic compounds of Groups 1A, IIA, and IIIA of the Periodic Table. Aluminum alkyl compound cocatalysts are particularly preferred and may be alkylaluminum halides such as trialkylaluminium or dialkylaluminium chloride. The transition metal catalyst can be a Group IV or V metal compound such as a compound of titanium or vanadium, a Group VI compound such as an oxide of chromium or molybdenum, or a magnesium-based support or alumina, silica. Alternatively, it may be one of the above catalysts supported on a carrier such as silica-alumina.

好ましい触媒と助触媒は高収率触媒である。高収率とは
その残留物を工程のポリマー生成物から除去することを
必要としない触媒および助触媒のことをいう。
The preferred catalysts and cocatalysts are high yield catalysts. High yield refers to catalysts and cocatalysts that do not require removal of their residue from the polymer product of the process.

エテン重合用の好ましい触媒と助触媒はマグネシウムベ
ース担体上に担持されたチタン化合物あるいはアルミナ
−シリカ上に担持された酸化クロム、あるいはそれらの
組合せである触媒と一緒のトリアルキルアルミニウム助
触媒である。プロペン重合については、ジアルキルアル
ミニウムクロライド助触媒と活性三塩化チタンである触
媒を用いることが好ましい。しかし、ここで述べる方法
と反応器は、これらが高収率触媒を使用して最もよく機
能すること以外には、使用する触媒と助触媒に限定され
ることを意味するものではない。
A preferred catalyst and cocatalyst for ethene polymerization is a trialkylaluminum cocatalyst with a catalyst that is a titanium compound supported on a magnesium-based support or chromium oxide supported on alumina-silica, or a combination thereof. For propene polymerization, it is preferred to use a dialkylaluminum chloride cocatalyst and a catalyst that is active titanium trichloride. However, the methods and reactors described herein are not meant to be limited to the catalysts and cocatalysts used, except that they work best with high yield catalysts.

温度制御に用いる急冷用液体は容易に揮発し得る液体で
あってポリマー床の表面上へスプレーしてその床から熱
を蒸発によって伝導し得るものであり、従って重合され
つつあるモノマー、重合中に用いる触媒成分に対して不
活性でなければならず、そして、重合温度における反応
器中での急冷用液体の揮発し易さと両立するできるだけ
高い蒸発熱をもつ。一般には、プロパン、ブタン、ペン
タン、あるいはヘキサンまたは沸点の接近したこれらの
混合物のようなアルカンを使用することができる。エテ
ン用の好ましい急冷用液体はイソブタンまたはイソペン
タンである。重合されるべきモノマーが容易に凝縮性で
ある場合、例えばプロパンである場合には、急冷用液体
は液化モノマーあるいは液化モノマーと追加の急冷用液
体との混合物であることができる。
The quenching liquid used for temperature control is an easily volatilizable liquid that can be sprayed onto the surface of the polymer bed and conduct heat from the bed by evaporation, and thus the monomer being polymerized, during polymerization. It should be inert to the catalyst components used and should have as high a heat of vaporization as is compatible with the volatility of the quenching liquid in the reactor at the polymerization temperature. Generally, alkanes such as propane, butane, pentane, or hexane or mixtures of these with close boiling points can be used. The preferred quenching liquid for ethene is isobutane or isopentane. If the monomer to be polymerized is readily condensable, for example propane, the quench liquid can be a liquefied monomer or a mixture of a liquefied monomer and an additional quench liquid.

急冷用液体添加速度はポリマー床を乾いた状態にすなわ
ち急冷用液体蒸気の分圧をその露点以下に保つのに十分
に低いものであり、しかもその急冷用液体の最大冷却効
果を得るのに十分大きい速度である。一般的には、急冷
用液体は重合熱の50%またはそれ以上を運び去る。プ
ロペン重合の場合には、重合熱の90%以上が急冷用液
体によって除去されるのが望ましい。エテン重合におけ
る200゜F(93℃)の重合温度においては、望ましくは重合
熱の70%以上がイソブタンを用いて除去され、その熱
の50%以上がイソペンテンを用いて除される。
The quench liquid addition rate is low enough to keep the polymer bed dry, i.e., the partial pressure of the quench liquid vapor below its dew point, and yet sufficient to obtain the maximum cooling effect of the quench liquid. Great speed. Generally, quench liquids carry away 50% or more of the heat of polymerization. In the case of propene polymerization, it is desirable that 90% or more of the heat of polymerization be removed by a quenching liquid. At a polymerization temperature of 200 ° F. (93 ° C.) in ethene polymerization, preferably 70% or more of the heat of polymerization is removed with isobutane and 50% or more of the heat is removed with isopentene.

循環急冷用液体の中で溶解またはスラリ化した触媒をポ
リマー床表面の上へ各種反応区域167,169,171および1
73の少くとも一つにおいて第1図における入口123,12
5,127および129を通して導入することが有利である。同
じように配置された入口153,155,157および159は触
媒を含んでもよい循環急冷用液体を個々の反応区域167,
169,171および173の中のポリマー床の上へ導入する
のに使用する。しかし、触媒、助触媒、重合されるモノ
マーの性質に応じて、触媒および/または助触媒はその
ままであるいは非重合性ベヒクルの中で反応器中へスプ
レーすることができ、あるいは別途導入することができ
る。さらにまた、あるモノマーについては、触媒および
助触媒を補給帯145へ添加することができ、そして一
緒に反応器101へ添加できる。
Catalysts dissolved or slurried in a circulating quench liquid are placed on the surface of the polymer bed in various reaction zones 167,169,171 and 1
Inlet 123,12 in FIG. 1 in at least one of 73
It is advantageous to introduce through 5,127 and 129. The similarly arranged inlets 153, 155, 157 and 159 allow the circulating quenching liquid, which may contain a catalyst, to pass into individual reaction zones 167,
Used to introduce above the polymer bed in 169,171 and 173. However, depending on the nature of the catalyst, co-catalyst, monomer to be polymerized, the catalyst and / or co-catalyst can be sprayed into the reactor neat or in a non-polymerizable vehicle or can be introduced separately. it can. Furthermore, for some monomers, catalyst and cocatalyst can be added to make-up zone 145 and can be added together to reactor 101.

触媒入口と急冷用液体入口とを同心的につくり触媒と急
冷用液体とを反応器101中へかつポリマー床表面上へ
触媒を床表面へより均一に分配するような方式でスプレ
ーすることができる。しかし、触媒入口と急冷用液体入
口は別々につくって触媒と急冷用液体とを別々にポリマ
ー床へ導入することができる。
The catalyst inlet and the quenching liquid inlet can be concentrically created to spray the catalyst and quenching liquid into the reactor 101 and onto the polymer bed surface in a manner that more evenly distributes the catalyst to the bed surface. . However, the catalyst inlet and quench liquid inlet can be made separately to introduce catalyst and quench liquid separately into the polymer bed.

循環系と反応器とはそれらが本質的に等圧的であるよう
に設計する。すなわち、通常の作業上の圧力変動以上の
ものは存在しない。好ましくは、反応器101と循環系
の圧力変動は±25psig(1.7kg/cm2)以下、より好まし
くは±10psig(0.7kg/cm2)以下である。
The circulation system and the reactor are designed such that they are essentially isobaric. That is, there is nothing more than pressure fluctuations during normal work. Preferably, the pressure fluctuations in the reactor 101 and the circulation system are ± 25 psig (1.7 kg / cm 2 ) or less, more preferably ± 10 psig (0.7 kg / cm 2 ) or less.

第1図に示すように、反応器オフガスは配管131を経
て洗滌塔133へ送られ、そこでオフガスの急冷用液体
成分の少くとも一部、ポリマー微粒、および触媒成分の
あるものが重合性モノマーおよび使用した場合の水素か
ら除去される。重合性モノマーと水素はいくらかの急冷
用液体蒸気と一緒に反応器101へ洗滌塔133の頂部
から、有利には熱変換器160と分離器161を通過し
て急冷用液体を追加的に凝縮させたのちに戻される。あ
るいはまた、モノマーと水素は洗滌塔133から反応器1
01へ熱交換器160および分離器161を通さずに戻
すことができる。個々の反応区域167,169,171および1
73の中へ入口175,177,179および181を経て導入さ
れる。蒸気循環物の量は弁191,193,195および197によっ
て制御することができ、ポリマー床はそれによって亜流
動状態に保つことができる。分離器161からの急冷用
液体は本質的にはポリマー微粒および触媒成分を含ま
ず、触媒補給帯145中で使用するのに適している。
As shown in FIG. 1, the reactor off-gas is sent to a washing tower 133 through a pipe 131, and at least a part of the quenching liquid component of the off-gas, polymer fine particles, and some of the catalyst components include a polymerizable monomer and a polymerizable monomer. It is removed from hydrogen when used. The polymerizable monomers and hydrogen along with some quench liquid vapor are added to the reactor 101 from the top of the scrubbing column 133, preferably through heat converter 160 and separator 161, to additionally condense the quench liquid. It will be returned later. Alternatively, the monomer and hydrogen are transferred from the wash tower 133 to reactor 1
The heat exchanger 160 and the separator 161 can be returned to 01 without passing through them. Individual reaction zones 167,169,171 and 1
It is introduced into 73 via inlets 175, 177, 179 and 181. The amount of vapor recycle can be controlled by valves 191, 193, 195 and 197 so that the polymer bed can be kept in a sub-fluid state. The quench liquid from separator 161 is essentially free of polymer particulates and catalyst components and is suitable for use in catalyst make-up zone 145.

反応器オフガスから分離した急冷用液体はポンプ135
によって熱交換器154へ送る。この急冷用液体は熱交
換器154によって冷却され大部分は洗滌塔133の頂部
へ配管138を経て戻される。急冷用液体の小部分は配
管137、熱交換器143、ポンプ139、および急冷
用液体循環配管151を通って急冷用液体入口153,155,
157および159へ戻され、それと一緒にオフガスによ
って洗滌塔133の中へ運ばれるいくらかのモノマー、
水素、触媒およびポリマー微粒を運ぶ。急冷用液体の補
給は配管140を経て添加される。ポリマー微粒と触媒
成分を本質的に含まない急冷用液体の小部分は分離器1
61からとり出され、配管134とポンプ136を経て
触媒補給ゾーン145へ触媒補給の目的で送られる。助
触媒を使用する場合には、補給用助触媒は触媒補給ゾー
ン145へ添加するか、循環急冷液体流の中へ配管14
7を経て直接に注入するか、あるいは非重合性ベヒクル
中で反応器101の中へ直接に添加することができる。
The liquid for quenching separated from the reactor off-gas is pump 135
To the heat exchanger 154. This quenching liquid is cooled by the heat exchanger 154, and most of it is returned to the top of the washing tower 133 via the pipe 138. A small portion of the quenching liquid passes through the pipe 137, the heat exchanger 143, the pump 139, and the quenching liquid circulation pipe 151, and the quenching liquid inlets 153, 155,
Some of the monomer that is returned to 157 and 159 and carried with it by offgas into the scrubbing tower 133,
Carries hydrogen, catalyst and polymer granules. The supply of the quenching liquid is added through the pipe 140. Separator 1 is a small portion of the quenching liquid that is essentially free of polymer particles and catalyst components.
It is taken out of 61 and sent to the catalyst replenishment zone 145 through the pipe 134 and the pump 136 for the purpose of catalyst replenishment. If a co-catalyst is used, the supplemental co-catalyst is added to the catalyst replenishment zone 145 or piped into the circulating quench liquid stream.
It can be injected directly via 7 or added directly into the reactor 101 in a non-polymerizable vehicle.

触媒補給帯145あるいは関係配管149および入口び
入口123,125,127および129における重合は重大な閉
塞問題をひきおこし、触媒補給ゾーン145中助触媒濃
度をある値以下に保つことによって制御できるが、その
値は使用する触媒と助触媒および重合されるモノマーの
性質に依存する。補給用助触媒を触媒補給ゾーン145
へ添加する場合には、関係配管149中で重合がおこる
のを、その補給ゾーンを冷却するかあるいはその中での
触媒成分の滞留時間を減らすことによって妨げる。さら
にはまた、配管147からの補給用急冷用液体は触媒補
給ゾーン145の中で循環急冷用液体の中への代りに使
用して触媒補給ゾーン中でのモノマーの重合を妨げるこ
とができる。
Polymerization at the catalyst make-up zone 145 or the associated piping 149 and the inlets and inlets 123, 125, 127 and 129 causes serious blockage problems and can be controlled by keeping the co-catalyst concentration in the catalyst make-up zone 145 below a certain value, which is used. It depends on the nature of the catalyst and cocatalyst and the monomers to be polymerized. The replenishment co-catalyst is placed in the catalyst replenishment zone 145.
When added to, the polymerization in related piping 149 is prevented from occurring by cooling the make-up zone or reducing the residence time of the catalyst components therein. Furthermore, the make-up quench liquid from line 147 can be used in the catalyst make-up zone 145 instead of into the circulating quench liquid to prevent polymerization of the monomer in the catalyst make-up zone.

弁199は反応器101中へ導入される触媒補給物中で
触媒濃度をより容易に変えるために触媒補給ゾーンバイ
パス配管の中に設けられている。反応器101中で生成
されるポリマーの粒子は配管123,125,127および129
を通して導入されつつある触媒の濃度を変えることによ
って有利に変えることができることが発見された。さら
に、触媒補給ゾーン145中の触媒濃度を変えることが
有利であり、あるいは追加的にかつ別途に、急冷用液体
を触媒配管149中へ弁199を経て、触媒が入口123,
125,127および129に入る位置の直ぐ前において導入
することが有利であるということが発見された。補給用
触媒は配管142を経て添加される。
A valve 199 is provided in the catalyst make-up zone bypass line to more easily change the catalyst concentration in the catalyst make-up introduced into the reactor 101. The particles of polymer produced in the reactor 101 are pipes 123, 125, 127 and 129.
It has been discovered that this can be beneficially altered by varying the concentration of the catalyst being introduced through. Furthermore, it is advantageous to change the catalyst concentration in the catalyst replenishment zone 145, or additionally and separately, the quench liquid into the catalyst line 149 via valve 199, where the catalyst enters the inlet 123,
It has been discovered that it is advantageous to introduce immediately before the position entering 125, 127 and 129. The supplementary catalyst is added through the pipe 142.

堰は、それを使用する場合には、駆動シャフト104へ
スリップリングで以ってとりつけあるいは反応器101
の壁へ固定することができ、そして堰の頂部が攪拌中の
ポリマー床の配向(orientation)と一線に並ぶように配
列ささせるのが有利である。このことは各堰の頂部の全
長に沿ってこぼれ落ちることを可能にする。しかし、堰
の頂部は希望するならば水平に配列されることができ
る。その他の種類の障壁を堰の代りに使用して反応区域
167,169,171および173の間のはげしい逆混合を妨げ
ることができる。例えば、駆動シャフト104へとりつけ
た薄壁障壁を使用することができ、これは反応器断面を
満たしかつ中に1個または1個以上の穴をもつものであ
る。
The weir, if used, is attached to the drive shaft 104 with a slip ring or reactor 101.
Can be fixed to the walls of the weir and is advantageously aligned so that the top of the weir aligns with the orientation of the polymer bed during stirring. This allows spillage along the entire length of the top of each weir. However, the tops of the weirs can be arranged horizontally if desired. Other types of barriers are used instead of weirs and reaction zones
Violent backmixing between 167, 169, 171, and 173 can be prevented. For example, a thin walled barrier attached to the drive shaft 104 can be used, which fills the reactor cross section and has one or more holes in it.

反応器101中で蓄積するポリマー固体は本質的には反
応器床中のポリマー蓄積のためにしかも機械的攪拌のた
めではなしに、反応器101の長さを横断して動く。こ
の状況は使用する櫂の形態によって確実にされるのであ
り、それの形態は攪拌を与えるものではあるがポリマー
床の後向きまたは前向きの運動を与えるものではない。
取出端103へ近接しているポリマー床の中の粒子はそ
の攪拌によって取出しゾーンへ流し去られる。本発明に
よる取出しゾーンの排出装置は一般的には第1図中の数
字201によって示されている。
The polymer solids that accumulate in reactor 101 move across the length of reactor 101 essentially due to polymer accumulation in the reactor bed and not due to mechanical agitation. This situation is ensured by the form of the paddle used, which form provides stirring but not backward or forward movement of the polymer bed.
Particles in the polymer bed proximate to the withdrawal end 103 are washed away by the agitation to the withdrawal zone. The ejection zone discharge device according to the invention is generally indicated by the numeral 201 in FIG.

ポリマーは実質的な圧力低下なしに;固体を熔融し、得
られる熔融ポリマーをキル物質および添加剤で以て処理
し、熔融状態にまだある間に脱蔵し、次いで商業的寸法
の製品に仕げるような方式でとり出す。好ましくは、ポ
リマー固体は本発明に従って取出し、添加物で以て処理
し、熔融押出しを行う。
The polymer is melted without substantial pressure drop; the solid is melted, the resulting melted polymer is treated with killing substances and additives, devolatilized while still in the molten state, and then processed into commercial-sized products. Take it out in a bursting manner. Preferably, the polymer solids are removed according to the invention, treated with additives and melt-extruded.

好ましい具体化の記述 第2図は反応器101を詳細に示している、反応器10
1の内部は個別に制御可能である反応区域167,169,171
および173で構成され、相互に堰110,112および11
4によって分離され、これらの堰は好ましくは上向きに
反応器の中間より多少上へ非流動化ポリマー床表面に等
しい高さでのびている。好ましい具体化においては、堰
110,112および114はポリマー床が反応器容積の約半
分を満たすような高さで構成される。固体ポリマーがこ
の堰の高さをこえると隣接する区域167,169,171および
173の中へ落ち込み取出端103の方向へ移行してゆ
く。
Description of the Preferred Embodiments FIG. 2 shows reactor 101 in detail, reactor 10
The inside of 1 is a reaction zone 167,169,171 which can be controlled individually.
And 173, and weirs 110, 112 and 11 are connected to each other.
Separated by 4, these weirs preferably extend upwards somewhat above the middle of the reactor at a height equal to the surface of the non-fluidized polymer bed. In a preferred embodiment, the weir
110, 112 and 114 are constructed at a height such that the polymer bed fills about half the reactor volume. As the solid polymer exceeds the height of the weir, it falls into the adjacent areas 167, 169, 171, and 173 and migrates toward the withdrawal end 103.

二種または二種より多くのガス組成物(異なる水素濃
度)並びに異なる区域温度で以て運転することを望むと
きには、すべての区域障壁は、反応器101を異なるガ
ス組成物の部屋に分割する一つまたは一つより多くの分
割構造物以外は、上記と同様に構成される。この分割構
造物はこのような場合においては上向きにひろがり反応
器101の横断面をふさぎかつポリマー床レベルの下方
に位置してポリマー固体を移動させる開口を含む薄壁障
壁で構成される。部屋間のガス相互混合はそれによって
制御される。このような変動ガス組成物方式で運転する
際には、これらの個別の室は好ましくは別々の反応器オ
フガス循処理設備と戻し設備とをもちかつ別の水素補給
およびモノマー補給設備をもつ。一般的には、これらの
分割構造物は個別室間の蒸気の過度の相互混合物を妨げ
る。しかし、多重式水素運転の一つの様式においては、
蒸気類を水素の少ない部屋から水素の多い部屋へ供給
し、補給用モノマーは主として水素分の少ない部屋へ、
そして水素補給は主として水素の多い部屋へ添加するこ
とによって、蒸気類は計画的に混合される。あるいはま
た、2個または2個より多くの別の反応器を直列で必要
ならば使用して2種またはそれより多くのガス組成物を
操作することができる。
When it is desired to operate with two or more gas compositions (different hydrogen concentrations) as well as different zone temperatures, all zone barriers divide reactor 101 into chambers of different gas compositions. Same as above, except for one or more than one split structure. The split structure in such a case comprises a thin-walled barrier that expands upwards to occupy the cross-section of the reactor 101 and which is located below the polymer bed level and contains openings for moving polymer solids. Gas intermixing between chambers is controlled thereby. When operating in such a variable gas composition mode, these separate chambers preferably have separate reactor offgas cycle and return facilities and separate hydrogen and monomer replenishment facilities. Generally, these split structures prevent excessive intermixing of vapor between the individual chambers. However, in one mode of multiple hydrogen operation,
The vapors are supplied from a room with a small amount of hydrogen to a room with a large amount of hydrogen, and the replenishment monomer is mainly supplied to a room with a small amount of hydrogen
And, by supplementing the hydrogen supply mainly to the hydrogen-rich room, the vapors are mixed intentionally. Alternatively, two or more than two separate reactors can be used in series, if desired, to operate two or more gas compositions.

反応器101の内部には反応器中を縦方向にのびる駆動
シャフト104が設備され、これへシャフトから横方向
へひろがり反応器内壁と接近した間隙をつくっている櫂
106,108,120,122および132がとりつけられていて反
応器壁における適切なポリマー床混合を保証している。
これらの櫂はある与えられた回転速度についてポリマー
床攪拌を最大にするために好ましくは平坦であり、そし
て好ましくはインペラー当り2個の櫂を使用する。櫂の
幅は約4個から約12個のインペラー(8個から24個
の櫂)が長さ約3フィート(約90cm)の反応区域の中
で存在するような幅である。隣り合うインペラー上の櫂
の配置方向は約90°である。これらの櫂は攪拌中のポリ
マー床の前進運動または後進運動を最小化するよう構成
され、攪拌器駆動モーター102によって反応器101
中に含まれる床全体をゆっくりと規制正しくひっくり返
すような速度で駆動される。攪拌駆動モーター102は
好ましくは電気モーターである。インペラーが回る速度
は液体、固体および気体の間の所望の熱伝達および物質
移送を与えるのに十分な早さであることが好ましいが、
しかしポリマー床の微粒子部分が床上方空間の中へ大量
に投げ出されるほどに早くないことが好ましい。すなわ
ち、その速度は代表的にはポリマー床の一体性が保たれ
るよう約5から約30RPMである。
A drive shaft 104 extending vertically in the reactor is installed inside the reactor 101, and a drive shaft 104 extending in the lateral direction from the drive shaft 104 forms a gap close to the inner wall of the reactor.
106, 108, 120, 122 and 132 are installed to ensure proper polymer bed mixing at the reactor walls.
These paddles are preferably flat to maximize polymer bed agitation for a given rotational speed, and preferably use two paddles per impeller. The width of the paddle is such that about 4 to about 12 impellers (8 to 24 paddles) are present in the reaction zone about 3 feet in length. The paddles on the adjacent impellers are oriented at about 90 °. These paddles are configured to minimize the forward or backward motion of the polymer bed during agitation, and the agitator drive motor 102 causes the reactor 101
It is driven at such a speed that it slowly overturns the entire floor contained inside it in a regulated manner. Agitation drive motor 102 is preferably an electric motor. The speed at which the impeller spins is preferably fast enough to provide the desired heat and mass transfer between liquids, solids and gases,
However, it is preferred that the particulate portion of the polymer bed is not so fast that it is dumped in bulk into the space above the bed. That is, the rate is typically about 5 to about 30 RPM to maintain polymer bed integrity.

複数個の触媒入口および急冷用液体入口を反応器101
において使用することができ、そして一対または一対以
上の触媒および急冷用液体の入口を各反応区域167,169,
171および173について使用できる。触媒および急冷
用液体の入口は攪拌ポリマー床の頂部上にほぼ同じ位置
において分布するように代表的には設計される。ゆるや
かな攪拌と組合わせた触媒および急冷用液体のこのよう
な導入はより均質な重合を提供しポリマー床中の局在的
熔融を防ぎ、従って形成されるポリマーの熔融詰まりの
数を減らし、トラブルのより少ない反応器成績を与え
る。反応器101において重合を実施する一つの様式に
おいては、触媒成分と急冷用液体を例えば弁によって各
種区域の中へ別々に制御して添加することが有利であ
る。反応区域167,169,171および173中への別々に制
御したこの種の添加は各区域間で重合温度とポリマー生
産速度との別々の制御を提供するのに役立ち、ポリマー
の分子量および粒径分布を変更しかつ制御するのに使用
できる。
The reactor 101 is provided with a plurality of catalyst inlets and a quenching liquid inlet.
And one or more catalysts and an inlet for quenching liquid to each reaction zone 167, 169,
Available for 171 and 173. The catalyst and quench liquid inlets are typically designed to be distributed at about the same location on top of the stirred polymer bed. Such introduction of catalyst and quenching liquid in combination with gentle agitation provides a more homogenous polymerization and prevents localized melting in the polymer bed, thus reducing the number of melt clogging of the polymer formed and reducing trouble. Gives less reactor performance. In one mode of carrying out the polymerization in reactor 101, it is advantageous to controllably add the catalyst components and quench liquid into the various zones, for example by valves. Separately controlled additions of this type into reaction zones 167, 169, 171, and 173 serve to provide separate control of polymerization temperature and polymer production rate between each zone, altering the molecular weight and particle size distribution of the polymer and Can be used to control.

反応区域167,169,171および173の一つまたは一つよ
り多くの重合温度を他の区域の異なる値に保つ場合には
(二重温度運転または多重温度運転)、各種の区域の中
へ導入されつつある触媒成分のいずれかまたはすべての
濃度を変えることが有利である。粒子径分布および分子
量分布はそれによって有利に影響を受ける。このことは
異なる区域の触媒入口に個別に供給することによって達
成することができる。単一の温度の運転においてでも、
反応区域167,169,171および173の一つまたは一つより多
くに他の区域中へ導入されつつある触媒成分と異なる濃
度の触媒を供給することが有利であり得る。
Catalysts being introduced into various reaction zones 167, 169, 171, and 173, if one or more polymerization temperatures are kept at different values in the other zones (dual-temperature operation or multi-temperature operation) It is advantageous to change the concentration of any or all of the components. The particle size distribution and the molecular weight distribution are thereby influenced advantageously. This can be achieved by feeding the catalyst inlets in different zones individually. Even at single temperature operation,
It may be advantageous to feed one or more of the reaction zones 167, 169, 171, and 173 with a different concentration of catalyst than the catalyst components being introduced into the other zones.

重合のための総体的温度範囲は重合される特定モノマー
と所望の商業的製品に依存する。一般的には、使用温度
範囲は約40℃からポリマー床の軟化温度近くにおよぶ
間で変動する。合計の重合圧力は重合性モノマー圧力、
蒸発した急冷用液体の圧力、および使用した場合には水
素圧力で構成され、このような全圧は代表的にはほぼ大
気圧から約600psig(42Kg/cm2)で変動し得る。この全
圧を構成する諸成分の個別の分圧は重合がおこる速度、
生成されるポリマーの分子量および分子量分布を決定す
る。
The overall temperature range for the polymerization will depend on the particular monomer being polymerized and the desired commercial product. Generally, the temperature range of use will vary from about 40 ° C. to near the softening temperature of the polymer bed. The total polymerization pressure is the polymerizable monomer pressure,
Consists of the pressure of the vaporized quenching liquid, and the hydrogen pressure, if used, such total pressure typically can vary from about atmospheric pressure to about 600 psig (42 Kg / cm 2 ). The individual partial pressures of the components that make up this total pressure are the rates at which polymerization occurs,
Determine the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer produced.

重合性モノマーまたはモノマー類および使用した場合の
水素を含む蒸気循環物は蒸気循環配管156を通して蒸
気循環物入口175,177,179および181へポリマー床の
流動化を妨げるよう設計した速度で持ち込まれる。この
蒸気循環ガスが個々の反応区域167,169,171および17
3の中へ導入される速度は弁191,193,195および197
によって制御することができ、このような制御は区域重
合速度と必要な場合にはポリマー重合速度とを変えるの
に役立つように用いることができる。機械的構成の目的
で反応器101において挿入された入れ端板は124と
126において示されている。
The vapor cycle containing the polymerizable monomer or monomers and hydrogen, if used, is introduced through the vapor circulation line 156 to the vapor cycle inlets 175, 177, 179 and 181 at a rate designed to prevent fluidization of the polymer bed. This vapor recycle gas is used in the individual reaction zones 167, 169, 171,
The speeds introduced into the three valves are 191, 193, 195 and 197.
And such control can be used to help alter the area polymerization rate and, if necessary, the polymer polymerization rate. The insert end plates inserted in the reactor 101 for the purpose of mechanical construction are shown at 124 and 126.

第3図において、反応器の図面が第2図の線3−3に沿
って示されている。第3図は取出端103において隣接す
るインペラー上の櫂120と132の90°配向を示して
いる。さらに、第3図は櫂114および反応器中のポリ
マー床の方向および櫂の運動方向を床の方位に関して示
している。
In FIG. 3, a drawing of the reactor is shown along line 3-3 in FIG. FIG. 3 shows the 90 ° orientation of the paddles 120 and 132 on the adjacent impeller at the exit end 103. Further, FIG. 3 shows the orientation of the polymer bed in the paddle 114 and the reactor and the direction of movement of the paddle with respect to bed orientation.

第2図に示されているように、取出しゾーンの排出装置
201は、基本的に、反応器101の取出し端部103
における排出口204に接続されているドレイン弁20
3を具備している。ドレン弁203は、好ましくは、閉
鎖位置に開放位置との間を選択的に作動させることがで
きる弁棒(バルブステム)を有する通常の弁であり、閉
鎖位置にあっては弁棒は弁座(バルブシート)上に静止
して、それによって反応器101を閉鎖し、一方、開放
位置にあっては弁棒は弁座から離れ、それによって粉末
形態のポリマーが反応器の取出し端部103から流れ
る。好ましくは、粉末状ポリマーの水準はドレイン弁2
03が反応器101の取出端103へ連結されている場
所において排出口204の上方で維持され、それによっ
てガス噴きもれが減らされる。従来使用されたボール弁
よりもドレン弁203を用いることが重要であることが
見出されたのであるが、それは、ドレン弁はボール弁よ
りも熔融ポリマーで以て閉鎖されにくいからである。こ
れは、ドレン弁203の弁座の近傍の領域はボール弁の
スロートよりも、従って熔融ポリマーが存在しても熔融
ポリマーが弁を詰まらせ、それによって弁を開いたまま
凝結する可能性がより小さいからである。ドレン弁20
3は例えばテキサス州ヒューストンのストラスマンから
入手できる4インチモーター作動弁であることができ
る。
As shown in FIG. 2, the discharge device 201 in the discharge zone basically comprises the discharge end 103 of the reactor 101.
Drain valve 20 connected to outlet 204 in
Equipped with 3. The drain valve 203 is preferably a conventional valve having a valve stem (valve stem) that can be selectively actuated between a closed position and an open position. In the closed position, the valve stem has a valve seat. Resting on the (valve seat), thereby closing the reactor 101, while in the open position the valve stem separates from the valve seat, whereby the polymer in powder form leaves the outlet end 103 of the reactor. Flowing. Preferably, the level of powdered polymer is drain valve 2
03 is maintained above the outlet 204 at the location where it is connected to the outlet end 103 of the reactor 101, thereby reducing gas leakage. It has been found that it is more important to use the drain valve 203 than the ball valves used previously, because the drain valve is less likely to be closed with the molten polymer than the ball valve. This is because the area near the valve seat of the drain valve 203 is more likely than the throat of the ball valve, and thus the molten polymer will clog the valve even in the presence of molten polymer, thereby condensing with the valve open. Because it is small. Drain valve 20
3 can be, for example, a 4-inch motor operated valve available from Strathman, Houston, Texas.

排出装置201はまた基本的には自動排出ボール弁20
5を含む。この自動排出ボール弁205はドレン弁20
3へ連結され、ドレン弁が開かれている場合には、粉末
状のポリマーがボール弁へと送られる。自動排出ボール
弁はドレン弁203からの粉状ポリマーの流れが遮断さ
れる閉鎖位置と粉状ポリマーを流させる開放位置との間
で選択的に作動できる。自動排出ボール弁205は例え
ばテキサス州ヒューストンのWKMによって製造される
3インチ自動式ボール弁であることができる。自動式排
出ボール弁205から流れる粉状ポリマーは管207を
経て粉末分離ドラムあるいはその他の生成物処理装置2
11へ入る。
The discharge device 201 is basically also an automatic discharge ball valve 20.
Including 5. This automatic discharge ball valve 205 is the drain valve 20.
When connected to 3 and the drain valve is open, powdered polymer is delivered to the ball valve. The self-draining ball valve can be selectively actuated between a closed position where the flow of powdered polymer from the drain valve 203 is blocked and an open position where the powdered polymer is allowed to flow. The automatic ejection ball valve 205 can be, for example, a 3-inch automatic ball valve manufactured by WKM of Houston, Texas. The powdery polymer flowing from the automatic discharge ball valve 205 is passed through a pipe 207 to a powder separation drum or other product treatment device 2
Enter 11.

好ましくは、第2図に示すように、ボール弁209はド
レン弁203と自動式排出ボール弁205との間に挿置
される。ボール弁209は自動式排出ボール弁205を
ドレン弁203から選択的にシールするための安全弁と
して役立つ。また別のボール弁213は自動式排出ボー
ル弁205と管207の間に挿置され自動式排出装置20
1を下流の生成物処理装置211から選択的にシールす
る安全弁として役立つ。両安全弁209と213は粉末
ポリマーの流れをそれぞれ通過および閉塞させるために
開放位置と閉鎖位置の間で作動できるが、しかし、反応
器101の正常運転においては開放位置にある。
Preferably, as shown in FIG. 2, the ball valve 209 is inserted between the drain valve 203 and the automatic discharge ball valve 205. Ball valve 209 serves as a safety valve for selectively sealing automatic discharge ball valve 205 from drain valve 203. Further, another ball valve 213 is inserted between the automatic discharge ball valve 205 and the pipe 207, and the automatic discharge device 20 is provided.
1 serves as a safety valve that selectively seals 1 from the downstream product processor 211. Both safety valves 209 and 213 can be actuated between open and closed positions to pass and block the flow of powdered polymer, respectively, but are in the open position during normal operation of the reactor 101.

排出装置201は次の特色を特徴とする。従来使用され
た遮断ボール弁はドレン弁203で以て置き換えられ
る。ドレン弁203は粉末の詰まりを邪魔にならぬよう
に押しやり、信頼できる姿で反応器をシールすることが
できる。さらに、従来使用した自動式入口ボール弁は取
り除かれる。また、ブローケースがとり除かれ、それに
よってポリマーが蓄積かつ熔融するいかなる死角空間も
除去する。最後に、粉末レベルを排出口204の上方に
保つことができる。排出装置201は死角空間をもたな
い。このことはガスブローバイとそれに伴なうモノマー
の損失を最小にする。
The ejection device 201 is characterized by the following features. The conventionally used shut-off ball valve is replaced by the drain valve 203. The drain valve 203 pushes the powder clogging out of the way and can seal the reactor in a reliable manner. In addition, the previously used automatic inlet ball valve is eliminated. Also, the blow case is removed, thereby removing any blind spots where the polymer accumulates and melts. Finally, the powder level can be kept above the outlet 204. The ejection device 201 has no blind spot space. This minimizes gas blow-by and the associated loss of monomer.

排出装置201は従来既知の排出系にまさるいくつかの
利点を提供する。それらの利点は、保守コストの低減、
作業中断時間の減少に基づく作業因子の改善、およびモ
ノマー損失減少に基づくモノマー収率の改善、を含む。
Ejection device 201 offers several advantages over previously known ejection systems. These advantages include reduced maintenance costs,
Includes improved work factors based on reduced downtime and improved monomer yields due to reduced monomer losses.

従来使用された既知排出系と比べた排出装置201の特
色と利点に関しては、以下の実施例が与えられている。
The following examples are given with respect to the features and advantages of the ejection device 201 as compared to previously known ejection systems.

実施例1 こゝに記述した2個の並列的気相重合攪拌床反応器を使
用する方法を以下の工程条件下で実施した: 反応器寸法……1個当り直径8フィート(2.4m)、 長さ44フィート(13.2m) モノマー…… プロピレン(99.7モル%) モノマー供給速度……反応器あたり16.600ポンド/時 (7.470Kg/時) プロパン(C3H8)供給速度……反応器あたり50ポンド/
時 (22.5Kg/時) ヘキサン(C6H14)供給速度……反応器あたり63ポンド /時(28.4Kg/時) 触媒……三塩化チタン(Ticl3) 触媒供給速度……反応器あたり1.88ポンド/時(0.84Kg
/時)ジエチルアルミニウム -クロライド 供給速度……反応器あたり6.58ポンド/時(3.0Kg/
時) 硫化水素(H2S)供給速度……反応器あたり0.01ポンド /時(0.0045Kg/時) 2,4,6-コリジン供給速度……反応器あたり0.07ポンド/時 (0.032Kg/時) 水素(H2)供給速度……反応器あたり1.0ポンド/時 (0.45Kg/時) 温度……160゜F(71℃) 圧力……300psig(21Kg/cm2)ポリプロピレン 粉末の見掛比重……30ポンド/立方フィ-ト (0.48g/cm3) 反応器あたりの粉末保有量……50%水準、30,000ポン
ド(13,500Kg) 生産速度……15,075ポンド/時(6,783Kg/時) 反応器の各々によって製造されるポリマー生成物は本発
明に従って同じ生成物処理装置211へ排出された。
Example 1 A method using two parallel gas phase polymerization stirred bed reactors as described herein was carried out under the following process conditions: Reactor dimensions ... 8 feet (2.4 m) diameter per unit, 44 feet (13.2m) long Monomer: Propylene (99.7 mol%) Monomer feed rate: 16.600 lbs / hr (7.470 Kg / hr) Propane (C 3 H 8 ) feed rate: 50 per reactor lb/
Hour (22.5 Kg / hr) Hexane (C 6 H 14 ) feed rate …… 63 lbs / hr (28.4 Kg / hr) catalyst …… Titanium trichloride (Ticl 3 ) catalyst feed rate …… 1.88 per reactor Pound / hour (0.84Kg
/ H) Diethylaluminum-chloride Feed rate: 6.58 lbs / h per reactor (3.0 kg / h)
Hydrogen sulfide (H 2 S) feed rate: 0.01 lb / hr (0.0045 Kg / hr) per reactor 2,4,6-collidine feed rate: 0.07 lb / hr (0.032 Kg / hr) per reactor Hydrogen (H 2 ) supply rate: 1.0 lb / hr (0.45 Kg / hr) per reactor Temperature: 160 ° F (71 ° C) Pressure: 300 psig (21 Kg / cm 2 ) Polypropylene Apparent specific gravity of powder ...... 30 pounds / cubic foot (0.48g / cm 3 ) powder holding per reactor …… 50% level, 30,000 pounds (13,500Kg) production rate …… 15,075 pounds / hour (6,783Kg / hour) The polymer product produced by each was discharged to the same product processor 211 according to the present invention.

本発明の水平式気相重合攪拌床反応器排出装置の設置は
9ケ月にわたって保守および作業中断コストを低減させ
た。同じ期間にわたって反応器作業中断が3回少なく、
プロピレンのフレアーロスの45,000ポンド(20,300Kg)の減
少および不合格品の90,000ポンド(40,500Kg)の減少をもた
らした。さらに、モノマーのロスを検討する試みにおい
て、従来使用した前述の既知排出系についてテストを行
ない、取出しゾーンにおいて粉末レベルを維持すること
がプロピレンモノマーのロスを減少させることをその結
果は示した。上記工程条件下において、生成物処理装置
211中に含まれる流動床触媒脱活性化器中のプロピレ
ン濃度は38から29モル%へ減少した。このことは9
ケ月間の間実質的なモノマー節約がもたらされた。粉末
レベルを排出口の上方における能力はまた生成物処理装
置211中に含まれる粉末分離ドラム内の圧力を8から
3psing(0.56から0.21Kg/cm2)へ下げた。
The installation of the horizontal gas phase polymerization stirred bed reactor discharge device of the present invention reduced maintenance and work interruption costs over 9 months. 3 less interruptions to reactor work over the same period,
It resulted in a 45,000 lb (20,300 Kg) reduction in propylene flare loss and a 90,000 lb (40,500 Kg) reduction in rejects. In addition, in an attempt to study monomer loss, the previously described previously known discharge systems used previously were tested and the results showed that maintaining powder levels in the unloading zone reduced propylene monomer loss. Under the above process conditions, the propylene concentration in the fluidized bed catalyst deactivator contained in the product treatment apparatus 211 was reduced from 38 to 29 mol%. This is 9
There was a substantial monomer savings for the months. The ability to raise the powder level above the outlet also lowered the pressure in the powder separation drum contained in the product processor 211 from 8 to 3 psing (0.56 to 0.21 Kg / cm 2 ).

前記実施例から見た、本発明の排出装置の好ましい具体
化は、堰がポリマー床の高さを制御している様式で操作
するときに、保守コスト、作業中断、および物質ロスの
低減に関し、特に排出装置が粉末レベルを反応器101
の排出口204の上方に維持しそれによってガスブロー
バイをさけ従ってモノマーロスを減らすときに、著しく
利点をもたらす。排出口204の上方で十分なポリマー
粉末シールを維持するためには、第2図に示すタイマー
回路215を反応器101からのポリマーの間けつ的排
出を制御するために使用することができる。タイマー回
路215は自動式排出ボール弁205の開閉を制御する
作動器217へ接続される。反応器101中の反応が定
常状態に達した後、タイマー回路215を、自動式排出
ボール弁205が粉末レベルを排出口204上方に維持す
るよう十分におそくしかも反応器101中のバックアッ
プをさけるよう十分に早い速度においてサイクルするよ
うに設定する。排出口204上方の粉末レベルは粉末シ
ールを維持してガスブローバイの問題を軽減する。
A preferred embodiment of the discharge device of the invention seen from the above examples relates to the reduction of maintenance costs, work interruptions and material losses when operating in a manner in which the weir controls the height of the polymer bed, In particular, the ejector will bring the powder level to the reactor 101
Above the outlet 204, thereby avoiding gas blow-by and thus reducing monomer loss. To maintain a sufficient polymer powder seal above the outlet 204, the timer circuit 215 shown in FIG. 2 can be used to control the intermittent ejection of polymer from the reactor 101. The timer circuit 215 is connected to an actuator 217 that controls opening and closing of the automatic discharge ball valve 205. After the reaction in the reactor 101 reaches a steady state, the timer circuit 215 is kept sufficiently slow so that the automatic discharge ball valve 205 keeps the powder level above the discharge port 204 and avoid backup in the reactor 101. Set to cycle at a sufficiently fast rate. The powder level above outlet 204 maintains a powder seal to mitigate gas blow-by problems.

本発明によると、排出装置201を使用して排出口20
4上方で粉末レベルを維持することができるだけでな
く、反応器101全体にわたるポリマー床レベルを排出
装置によって制御して反応器の有効容積を増し従って反
応器内のポリマー滞留時間を増し、それによって生成物
品質を改良することができる。すなわち、滞留時間はポ
リマー出量を減らすことなくあるいは堰をとり変えるこ
となく増すことができる。
According to the present invention, the discharge device 201 is used to discharge the discharge port 20.
4 not only can the powder level be maintained above, but the polymer bed level throughout the reactor 101 can be controlled by an evacuation device to increase the effective volume of the reactor and thus the residence time of the polymer in the reactor, thereby producing The product quality can be improved. That is, the residence time can be increased without reducing the polymer output or replacing the weir.

自動式排出ボール弁は、反応器101全体にわたるポリ
マー床レベルを制御するために上述したのと類似の方式
でタイマー回路215および作動器217によって制御
できる。すなわち、反応器101内の反応が定常状態に
達したのち、タイマー回路215を、反応器全体にわた
るポリマー床レベルを所要レベルへ維持して所望滞留時
間を提供するように設定する。しかし、ポリマー床レベ
ルを所望滞留時間を達成するために反応器101全体に
わたって制御する好ましい具体化においては、自動式排
出ボール弁205のための作動弁217は攪拌器駆動モ
ーター102へ連結したアンペア指示計制御回路219
によって制御される。
The automatic drain ball valve can be controlled by timer circuit 215 and actuator 217 in a similar manner as described above to control the polymer bed level throughout reactor 101. That is, after the reaction in reactor 101 reaches a steady state, timer circuit 215 is set to maintain the polymer bed level throughout the reactor at the required level to provide the desired residence time. However, in the preferred embodiment where the polymer bed level is controlled throughout the reactor 101 to achieve the desired residence time, the actuation valve 217 for the automatic drain ball valve 205 is an ampere indicator connected to the stirrer drive motor 102. Total control circuit 219
Controlled by.

排出装置201は、これはドレン弁203とこれに続く
自動排出ボール弁205とを含むが、ある粉末レベルの
存在下において作動する。アンペア指示計制御器回路2
19は、ポリマー床レベルに基づくある相関を用い、か
つ攪拌器駆動モーターアンペアの引出しをある床レベル
と相関させて自動式排出ボール弁205の操作を制御す
る。アンペア指示計制御回路219は、反応器101が
定常状態にあり従って作動器217が自動式排出ボール
弁205を操作し攪拌器駆動モータ−102によってひ
き出される電流がアンペア指示計制御回路の設定と少く
とも等しい場合にのみポリマーを排出させるようになる
ときに、設定され、この状態はポリマー床レベルをこえ
るときにおこる。
The discharge device 201, which includes a drain valve 203 followed by an automatic discharge ball valve 205, operates in the presence of some powder level. Ampere indicator controller circuit 2
19 uses a correlation based on polymer bed level and correlates the agitator drive motor ampere drawer with a bed level to control the operation of the automatic drain ball valve 205. Since the reactor 101 is in a steady state, the actuator 217 operates the automatic discharge ball valve 205 so that the current drawn by the agitator drive motor-102 is set in the ampere indicator control circuit 219. It is set when the polymer will only be discharged at least at equal times, and this condition occurs when the polymer bed level is exceeded.

操作にあたっては、反応器101を堰の高さと等しいポ
リマー床レベルで以てスタートさせる。ポリマー床が一
たん流動化され反応が行なわれるようになると、所望の
滞留時間はアンペア制御セッティングを増して所望の床
レベルを与えることによって設定される。すなわち、ポ
リマー床が一たん流動化されるときに攪拌器駆動モータ
ー102から得られる余剰の電力は床レベルを調節する
ために有利に用いられる。本発明の好ましいポリマー床
レベル調節方法は、攪拌開始中に床レベルを下げかつ一
たん反応が進行すると次に床レベルを上げ、それによっ
て反応器101をより迅速に稼動開始させることができ
る。
In operation, the reactor 101 is started with the polymer bed level equal to the weir height. Once the polymer bed is once fluidized and the reaction is running, the desired residence time is set by increasing the amperage control setting to give the desired bed level. That is, the excess power available from the agitator drive motor 102 when the polymer bed is once fluidized is advantageously used to regulate the bed level. The preferred polymer bed level control method of the present invention lowers the bed level during the start of agitation and then raises the bed level once the reaction has proceeded, which allows reactor 101 to be started up more quickly.

本発明によると、ポリマー床レベルは従来既知の床レベ
ルより2倍上げることができ、それによって反応器滞留
時間を倍にし生成物中の触媒残留物を減少させる。本発
明による床レベル調節は現在スラリー法に限定されてい
る新しい製品を気相法へ導入する伸縮性を大いに増す。
According to the present invention, polymer bed levels can be increased by a factor of two over previously known bed levels, thereby doubling reactor residence time and reducing catalyst residues in the product. Bed level control according to the present invention greatly increases the stretchability of introducing new products into the gas phase process, which are currently limited to slurry processes.

実施例II 第4図に示すグラフは、15,075ポンド/時(6,783Kg/時)
の生産速度と通常の触媒活性について、反応器中の真の
滞留時間を2時間から4時間へ2倍にすることがポリマ
ー生成物中の触媒残留物を34%だけ減らすよう期待さ
れることを示している。実測は触媒残留物の40%の減
少を示している。
Example II The graph shown in Figure 4 shows 15,075 pounds / hour (6,783 Kg / hour).
Doubling the true residence time in the reactor from 2 hours to 4 hours with respect to the production rate and normal catalytic activity of OH was expected to reduce catalyst residues in the polymer product by 34%. Shows. Actual measurements show a 40% reduction in catalyst residue.

本発明のポリマー床レベル制御法の具体化は従来既知の
一定床レベル操作にまさるいくつかの利点を提供する。
それらの利点は、ポリマー床レベルと滞留時間を重合過
程を最適化するのに必要とする通りに制御することの伸
縮性を与え、より高い触媒収率と生成物中のより少ない
触媒残留物を可能にすることによってポリマー生成物品
質を改善し、そして気相法によって製造され得る製品銘
柄をより多くし得ることを含んでいる。さらに、ポリマ
ー床レベルの調節のために従来使用した既知の排出系に
含まれる保持用堰を除くことができる。
Implementation of the polymer bed level control method of the present invention provides several advantages over previously known constant bed level operations.
Their advantage provides the flexibility of controlling polymer bed levels and residence times as needed to optimize the polymerization process, resulting in higher catalyst yields and less catalyst residue in the product. This includes improving the polymer product quality by enabling and allowing more product grades to be produced by the gas phase process. In addition, the retaining weir included in the known drainage systems previously used to control polymer bed levels can be eliminated.

本発明は上記の特定実施例に関して記述したが、それら
は解説の目的のためだけのものであることは理解される
はずである。多数の変更、修正、および変形が当業熟練
者にとって明らかであり、この種の変更、修正、および
変形は「特許請求の範囲」の精神と領域の中に入ると考
えられる。
Although the present invention has been described with reference to the specific embodiments above, it should be understood that they are for illustration purposes only. Many variations, modifications, and variations will be apparent to those of ordinary skill in the art, and it is believed that such variations, modifications, and variations fall within the spirit and scope of the "claims".

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明を説明するのに有用である、本質的に全
反応器オフガス循環を行なう本質的な等圧性の重合方法
の一つの具体化を示す。 第2図はこゝで記述する反応器の一つの具体化の縦方向
の図である。 第3図は第2図の直線3−3に沿ったこの種の反応器の
横断図である。 第4図はこの種の反応器における各種触媒を使用するポ
リプロピレン重合についての収率曲線の一組を滞留時間
の関数として示している。
FIG. 1 illustrates one embodiment of an essentially isobaric polymerization process which utilizes essentially all reactor off-gas circulation useful in explaining the present invention. FIG. 2 is a longitudinal view of one embodiment of the reactor described herein. FIG. 3 is a cross-section of such a reactor along the line 3-3 in FIG. FIG. 4 shows a set of yield curves as a function of residence time for polypropylene polymerizations using various catalysts in this type of reactor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テイミ−・ア−ル・メイア− アメリカ合衆国テキサス州77598ウエブス タ−・ヘリテイジ・ベイ・ドライブ17223 (72)発明者 ジヨン・イ−・ペイジ アメリカ合衆国テキサス州77546フレンズ ウツド・イ−スト・キヤツスル・ハ−バ− 433 (72)発明者 マイケル・イ−・ポウル アメリカ合衆国テキサス州77566レイク・ ジヤクソン・オレアンダ−1021 (56)参考文献 特開 昭51−86584(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Teimi Ale Meir-Texas, USA 77598 Webster Heritage Bay Drive 17223 (72) Inventor Jiyoung Lee Page Texas 77546, USA Friends Wood East Castle Harbour 433 (72) Inventor Michael E. Paul, Texas 77566, United States Lake Jackson Oleander 1021 (56) Reference JP-A 51-86584 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水平式の蒸気相重合撹拌床反応器の取出端
から粉末形態にあるポリマー生成物を排出する方法であ
って; (a)反応器が定常状態で作動している際における粉状の
生成ポリマーを排出する速度を設定して、粉末の高さ
(レベル)を反応器の取出端における排出口よりも上方
に保持し; (b)その粉末のレベルより下方の排出口から粉状の生成
ポリマーを取り出すために、設定された速度で取出ゾー
ンの排出装置を作動させる; 工程を含み、それによってガス漏れ(gas-blowby)を減少
させることを特徴とする方法。
1. A method for discharging a polymer product in powder form from the outlet end of a horizontal vapor phase polymerization stirred bed reactor; (a) a powder when the reactor is operating in a steady state. The rate at which the shaped polymer is discharged to maintain the powder height (level) above the outlet at the outlet end of the reactor; (b) the powder from the outlet below the powder level. Operating a discharge device in the extraction zone at a set rate to remove the resulting polymer in the form of a gas; a process, thereby reducing gas-blowby.
【請求項2】反応器を少なくとも一つの障壁によって少
なくとも二つの重合区域に分割し、所望の生成ポリマー
床レベルを障壁の上方で維持するために十分に遅く速度
を設定し、それによって滞留時間を増加させる特許請求
の範囲第1項に記載の方法。
2. The reactor is divided by at least one barrier into at least two polymerization zones and the velocity is set slow enough to maintain the desired product polymer bed level above the barrier, thereby increasing the residence time. A method according to claim 1, wherein the method is increased.
JP59065045A 1983-03-31 1984-03-31 Method for controlling product emissions from monomer vapor phase polymerization in a horizontal stirred bed reactor Expired - Lifetime JPH0617376B2 (en)

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US480833 1983-03-31

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